高中生物实验归纳

2018高考生物：高中生物实验归纳（全面）

一、用显微镜观察多种多样的细胞

1.实验原理

(1)放大倍数的计算，显微镜的放大倍数等于目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。

(2)放大倍数的实质：放大倍数是指放大的长度或宽度，不是指面积或体积。

(3)高倍显微镜的作用：可以将细胞放大，更清晰地观察到细胞的形态、结构，有利于区别不同的细胞。

2.操作步骤

[深度思考]

(1)如何区分目镜与物镜，其长短与放大倍数之间存在怎样的关系？

提示目镜无螺纹，物镜有螺纹。物镜越长，放大倍数越大；目镜越长，放大倍数越小。

(2)为什么要先用低倍镜观察清楚后，把要放大观察的物像移至视野中央，再换高倍物镜观察？

提示低倍镜下视野范围大，而高倍镜下视野范围小，如果直接用高倍物镜观察，往往由于观察的物像不在视野范围内而找不到。因此，需要先用低倍镜观察清楚，并把要放大观察的物像移至视野中央，再换高倍物镜观察。

(3)如何把物像移到视野中央？

提示物像在视野中偏向哪个方向，装片就向哪个方向移动，简称“偏哪移哪”。

(4)若视野中出现一半亮一半暗；观察花生切片标本材料一半清晰一半模糊不清，出现上述两种情况的可能原因分别是什么？

提示前者可能是反光镜的调节角度不对；后者可能是由花生切片厚薄不均匀造成的。

(5)若所观察视野中有“污物”，应如何判断“污物”位置？

提示

[方法技巧]

1.关注显微镜使用的“5”个易错点

(1)必须先用低倍物镜观察，找到要观察的物像，移到视野中央，然后再换用高倍物镜。

(2)换用高倍物镜后，不能再转动粗准焦螺旋，只能用细准焦螺旋来调节。

(3)换用高倍物镜后，若视野太暗，应先调节遮光器(换大光圈)或反光镜(用凹面反光镜)使视野明亮，再调节细准焦螺旋。

(4)观察颜色深的材料，视野应适当调亮，反之则应适当调暗。

(5)显微镜下看到的细胞质流动方向与实际细胞流动方向是相同的。

2.显微镜下细胞数目的两种计算方法

若视野中的细胞为单行，计算时只考虑长度和宽度；若视野中充满细胞，计算时则要考虑面积的变化。

(1)若视野中为一行细胞，高倍镜下细胞数量与低倍镜下细胞数量之比等于其放大倍数之比的倒数。

(2)若视野中充满细胞，则高倍镜下细胞数量与低倍镜下细胞数量之比等于其放大倍数之比的倒数的平方。

二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质

1.实验原理

2.实验步骤

[深度思考]

(1)上述实验选材的标准是什么？

提示①被检测物质含量丰富；②材料接近无色；③易取材，易操作等。

(2)实验中，在加相应试剂之前为何要留出部分组织样液？

提示作为对照，以便与鉴定后的样液颜色作对比，增强实验的说服力。

(3)鉴定还原糖时使用的斐林试剂为何要现配现用？

提示因为斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的Cu(OH)?沉淀，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。

(4)蔗糖溶液中加入斐林试剂后呈现什么颜色？

提示蔗糖属于非还原糖，不与斐林试剂发生颜色反应。观察到的现象不是无色，而是蓝色[Cu(OH)2的颜色]。

(5)在使用双缩脲试剂时，为什么要先加入试剂A，后加入试剂B?

提示先加入试剂A，造成碱性环境，只有在碱性环境中，蛋白质才容易与Cu?＋发生颜色反应。与肽键紫形成色络合物。

(6)鉴定蛋白质时，加入试剂B后，如果没有产生紫色反应，可能的原因是什么？

提示可能加入的双缩脲试剂B过量，CuSO?在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu(OH)?絮状沉淀，会遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察结果。

(7)脂肪鉴定实验中为什么用50%的酒精洗去浮色，而不用清水？

提示因为苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ易溶于有机溶剂酒精中，而不溶于清水中。

[技法提炼]

1.利用“一同三不同”区分斐林试剂与双缩脲试剂

“一同”是指都含有NaOH和CuSO?两种成分，且NaOH溶液的质量浓度都为0.1 g/mL。

“三不同”分别指：(1)使用原理不同。斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2溶液，双缩脲试剂的实质是碱性环境中的Cu2＋。

(2)使用方法不同。鉴定还原糖时将甲、乙两液等量混匀后立即使用；鉴定蛋白质时先加A液1 mL 摇匀，然后加B液4滴，振荡摇匀。

(3)CuSO?溶液的浓度不同。斐林试剂中CuSO?溶液的质量浓度为0.05 g/mL，双缩脲试剂中CuSO ?溶液的质量浓度为0.01 g/mL。

2.三类有机物检测在操作步骤上的差异

(1)唯一需要加热——还原糖检测，且必须水浴加热，试管底部不要触及烧杯底部，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。

(2)唯一需要显微镜——脂肪检测。颗粒小。

(3)混合后加入——斐林试剂；分别加入——双缩脲试剂(先加A液，后加B液，且B液不能过量)。

三、观察DNA和RNA在细胞中的分布

1.实验原理

(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同：甲基绿＋DNA→绿色；吡罗红＋RNA→红色。

(2)盐酸能改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时可使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA和染色剂结合。

2.实验步骤

[深度思考]

(1)实验选材时，为何不选用紫色洋葱外表皮细胞或叶肉细胞？

提示紫色洋葱外表皮细胞含紫色液泡，叶肉细胞含叶绿体，易对实验结果造成颜色干扰。

(2)不能用哺乳动物成熟红细胞观察DNA和RNA分布的原因是什么？

提示哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核，没有DNA。

(3)制片时，为何滴加0.9%的NaCl溶液？

提示0.9%的NaCl溶液可以保持口腔上皮细胞的正常形态。

(4)水解之前，为何用酒精灯烘干载玻片？

提示烘干可迅速杀死并固定细胞，否则细胞内的溶酶体会对核酸造成破坏。

(5)观察DNA和RNA在细胞中分布的实验中，用缓水流冲洗载玻片的目的是什么？

提示防止细胞被水流冲走。

(6)由上述实验得到的实验结论是什么？

提示DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。

[易错警示]

观察DNA和RNA在细胞中的分布实验的注意事项

(1)吡罗红甲基绿染色剂：混合使用，且现用现配。

(2)DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布，只是量不同，故结构中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。

(6)为什么用氯化钠溶液而不用蒸馏水？

防止细胞在用酒精灯固定之前发生涨破现象.

四、用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体

1.实验原理

(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形，不需染色，制片后直接观察。

(2)线粒体呈无色，有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等，用健那绿染液染成蓝绿色后制片观察。

2.实验步骤

(1)观察叶绿体

(2)观察线粒体

[深度思考]

(1)观察叶绿体时，为什么常用藓类叶片？

提示藓类叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，可以直接用来制作临时装片。

(2)选菠菜叶作为观察叶绿体的材料，为什么要撕取带少许叶肉的下表皮？

提示叶绿体主要分布在叶肉细胞中，叶表皮处无叶绿体，接近下表皮处为栅栏组织，细胞排列疏松，易撕取。

(3)观察线粒体时，为什么选健那绿染液进行染色，观察叶绿体为何不需染色？

提示健那绿是专一性用于线粒体染色的活细胞染料，染色后不影响细胞的生命活动；叶绿体本身含有色素，不需染色即可观察。

(4)观察叶绿体时，临时装片中的材料要随时保持有水状态的原因是什么？

提示保持有水状态以保证叶绿体的正常形态，并能悬浮在细胞质基质中。否则，细胞失水收缩，将影响对叶绿体形态的观察。

（5）观察时，为什么要漱静口腔

防止杂质对观察物像的干扰。

[易错警示]

走出叶绿体、线粒体观察实验的“5”个误区

(1)观察线粒体应选择人体或动物细胞或植物体无色部位细胞，不能选择绿色组织细胞。

(2)观察线粒体与叶绿体均需保持细胞活性状态。

(3)观察叶绿体时需保持叶片有水状态，防止失水。

(4)制作观察线粒体的临时装片时，是滴一滴健那绿染液于载玻片中央用于染色，而不是滴一滴生理盐水。

(5)叶绿体不仅随细胞质的流动而流动，还随光照方向的改变而旋转，一般叶绿体以正面朝向光源，以利于接受更多光照。

五、观察植物细胞的质壁分离和复原

1.实验原理

(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。

(2)细胞液具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。

(3)原生质层比细胞壁的伸缩性大得多。

（4）只有活的，成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原。

2.实验步骤

[深度思考]

(1)实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗？

提示不一定。但紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素，使液泡呈现紫色，更有利于观察。

(2)为什么选用紫色洋葱鳞片叶的外表皮？根尖分生区的细胞能否作为该实验的材料？

提示紫色洋葱鳞片叶外表皮具有紫色的大液泡，便于观察；根尖分生区的细胞无大液泡，不发生质壁分离，不能作为该实验的材料。

(3)选择试剂时，为什么选用0.3 g/mL的蔗糖溶液而不用0.5 g/mL的蔗糖溶液？

提示使用浓度过高的蔗糖溶液(0.5 g/mL)，质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高导致细胞过度失水而死亡。

(4)适宜浓度的KNO?溶液或尿素、甘油、乙二醇等能否作为该实验的试剂？为什么？盐酸、酒精、醋酸等行吗？为什么？

提示K＋和NO?﹣可被细胞吸收，从而使细胞液浓度增大，所以细胞先发生质壁分离后又自动复原，不适于作为该实验的试剂(尿素、甘油、乙二醇等现象同上)。盐酸、酒精、醋酸能杀死细胞，不能作为质壁分离实验的试剂。

(5)该实验无独立的对照组，为什么还叫对照实验？

提示该实验中，实验组和对照组在同一装片中先后进行，属于自身对照。

（6）质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。

（7）为什么选取带颜色的成熟的植物组织？

有颜色便于镜检时观察

（8）观察细胞质壁分离状态时，时间不要过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡。

（9）达到动态平衡后，膜两侧的溶液浓度并不相同，仍是原先浓度大的一侧浓度大。

[归纳整合]

1.关于细胞质壁分离和复原实验的注意点

(1)本实验存在两组对照实验

(2)引发质壁分离的两种原因

(3)本实验是教材中涉及“显微观察”实验中唯一的一个“只在低倍镜下”观察(不曾换“高倍镜”)的实验。

2.植物细胞质壁分离及质壁分离复原的拓展应用 (1)判断成熟植物细胞是活细胞还是死细胞

(2)测定细胞液浓度范围

(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度

(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO ?和蔗糖溶液)

（5）验证原生质层和细胞壁伸缩性的大小 （6）测定细胞液浓度范围

六、探究影响酶活性的因素

1.实验原理

(1)探究温度对酶活性的影响

①反应原理：淀粉淀粉酶――→

麦芽糖

碘↓液 碘↓液

蓝色 无蓝色出现

②鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。

(2)探究pH 对酶活性的影响 ①反应原理(用反应式表示)：

七、探究酵母菌的呼吸方式

1.实验原理

2.实验步骤

(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。

(2)检测CO?的产生，装置如图所示。

(2)实验原理：组织细胞呼吸作用吸收O?，释放CO?，CO?被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。装置乙为对照。

(3)误差的校正

①如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。

②如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。

③为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。

八、绿叶中色素的提取和分离

1.实验原理

(1)提取：绿叶中的色素能够溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。

(2)分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液（丙酮）在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。

2.实验步骤

提取色素：称取5 g的绿叶，剪碎，放入研钵中→加入少量SiO?、CaCO?和10 mL无水乙醇↓→研磨→过滤→将滤液收集到试管内并塞严试管口

制备滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长和直径的滤纸条，将滤纸条一端剪去两角，↓在距离剪角一端1 cm处用铅笔画一条细的横线

画滤液细线：用毛细吸管吸取少量的滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线，待滤液干后，

↓再画一两次

分离色素：将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条轻轻插入层析液中→

↓用棉塞塞紧试管口，装置如图所示

观察结果：滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素带

[深度思考]

(1)为什么需要选用新鲜绿色的叶片做实验材料？

提示新鲜绿色的叶片中色素含量高，从而使滤液中色素含量较高，实验效果明显。

(2)为什么研磨时要迅速？为什么研磨时要加入少量的CaCO?和SiO??

提示叶绿素不稳定，易被破坏，因此研磨要迅速、充分，以保证提取较多的色素。二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分。碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。

(3)为什么盛放滤液的试管管口加棉塞？

提示防止乙醇挥发和色素氧化。

(4)滤纸为什么需预先干燥处理？在制备滤纸条时，为什么将一端的两个角剪掉？

提示干燥处理的目的是使层析液在滤纸上快速扩散；剪掉两角的目的是防止层析液沿滤纸边缘扩散过快，从而保证色素带分离整齐。

(5)为什么画滤液细线要直、细、匀，而且待滤液细线干燥后再重复画一两次？

提示画滤液细线要直、细、匀的目的是使分离出的色素带平整不重叠；滤液细线干燥后再重复画一两次，使分离出的色素带清晰分明。

(6)在层析时，为什么不能让滤液细线触及层析液？

提示滤纸条上的滤液细线触及层析液，会使色素直接溶解到层析液中，结果使滤纸条上得不到色素带。

(7)分析滤纸条上色素带宽窄不同的原因。

提示不同种类的色素在绿叶中的含量不同，含量多的色素带宽，反之色素带窄。

(8)如图是实验得到的色素在滤纸条上的分布图示，分析比较各种色素的含量及其在层析液中的溶解度的大小。

提示①色素含量：叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素。

②溶解度大小：胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b。

（9）为什么加无水乙醇？

溶解色素

（10）研磨过程要迅速、充分，目的是防止乙醇挥发，并使色素充分溶解。

（11）可用体积分数为95％的乙醇，和适量无水碳酸钠。

(12)为什么用碳酸钙保护色素？

，当细胞破裂时，细胞液内有机酸中的氢可取代镁原子而成为褐色的去镁叶绿素，碳酸钙可中和有机酸以防止去镁反应的发生。

[归纳整合]

1.绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析

(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析

①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。研磨太慢，乙醇挥发。

②使用放置数天的叶片，滤液色素(叶绿素)太少。

③一次加入大量的无水乙醇(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。

④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。

(2)滤纸条色素带重叠：滤纸条上的滤液细线接触到层析液。

(3)滤纸条看不见色素带

①忘记画滤液细线或没有提取出色素。

②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。

③提取液错加水，不是无水乙醇

④只画了一条细线，忘记用毛细吸管吸收少量溶液，画滤液细线。

2.实验设计的四大基本原则

(1)单一变量原则：即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜。如生物材料相同(大小、生理状况、年龄、性别等)、实验器具相同(型号、洁净程度等)、实验试剂相同(用量、浓度、使用方法等)和条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)。

(2)对照原则：应设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同(其余因素都相同)，以便减小实验误差。

(3)平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。

(4)科学性原则：指在设计实验时必须有充分的科学依据，即实验目的要明确，实验原理要正确，实验研究的材料和实验方法的选择要恰当，整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理、有关的生物学知识及其他学科领域的基本知识。

九、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

1.实验原理

(1)高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛。

(2)细胞核内的染色体(质)易被碱性染料(龙胆紫溶液)染成深色。

(3)由于各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞。

2.实验步骤

[深度思考]

(1)取材时为什么只能剪2～3 mm，而不能过长？

提示若剪得过长会包括伸长区，伸长区无细胞分裂，增加了寻找观察细胞的难度。

(2)解离和染色时间要严格控制的原因是什么？

提示①若解离时间太短，则压片时细胞不易分散开；时间过长，则细胞分离过度、过于酥软，无法取出根尖进行染色和制片。②若染色时间太短，则染色体不能完全着色；若染色时间过长，则使细胞核等其他部分充满染色剂，无法分辨染色体。